本書擬在課題組近20年來在輻射生物效應及生物修復研究領域開展研究的工作積累基礎上對相關研究進行系統(tǒng)的歸納、總結(jié)和分析，以實驗報告及綜述的形式介紹輻射生物效應和生物修復研究領域的*研究進展和成果。主要內(nèi)容包括：輻射的植物學效應：輻射對植物生長的影響；輻射對植物形態(tài)解剖的影響；輻射對植物生理生化的影響；輻射對植物光合作用的影響；輻射對植物細胞學的影響；輻射誘發(fā)植物變異與特點；影響輻射植物效應的因素；輻射的微生物學效應：快中子及γ輻照對枯草芽孢桿菌的滅菌效應快中子對枯草芽孢桿菌的滅菌效應及DNA雙鏈斷裂；中子及Γ輻照對枯草芽孢桿菌的滅菌效應及DNA雙鏈斷裂；短小芽孢桿菌E601傳代和中子輻照后的菌落形態(tài)變化；SOD對γ輻照枯草芽孢桿菌的保護和修復效應；功能微生物輻射誘變育種；強輻射滅菌生物安全性研究。
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目錄
上篇 電離輻射的植物學效應
第1章 電離輻射植物效應研究進展 3
1.1 輻射誘變育種在觀賞植物上的應用及特點 3
1.1.1 應用電離輻射誘變育種的觀賞植物種類 3
1.1.2 誘變的輻射劑量 10
1.1.3 輻射誘變方法與技術的發(fā)展 14
1.2 植物突變遺傳資源分析與鑒定研究進展 15
1.2.1 植物突變遺傳資源的分析與鑒定技術的內(nèi)容 15
1.2.2 突變遺傳資源分析鑒定的各標記技術的比較 20
1.2.3 突變遺傳資源分析鑒定的各標記技術存在問題及應用前景 21
1.3 觀賞植物組培與輻射結(jié)合育種研究進展 22
1.3.1 組培與輻射誘變結(jié)合育種優(yōu)點 22
1.3.2 電離輻射誘變育種結(jié)合離體培養(yǎng)的方式及特點 22
1.3.3 誘變育種與組織培養(yǎng)結(jié)合應用前景 25
1.4 植物理化復合誘變育種技術研究進展 26
1.4.1 復合誘變育種概念和類型 27
1.4.2 復合誘變育種研究特點及趨勢 30
1.4.3 復合誘變育種存在問題及建議 31
1.5 觀賞植物電離輻射誘變育種存在問題及發(fā)展展望 32
第2章 輻射對植物生長的影響 34
2.1 輻射對植物種子發(fā)芽的影響 34
2.1.1 電子束輻照雞冠花對種子發(fā)芽的影響 35
2.1.2 電子束輻照羽衣甘藍對種子發(fā)芽的影響 36
2.2 輻射對植物生長發(fā)育的影響 37
2.2.1 輻照雞冠花種子對植株生長的影響 37
2.2.2 輻照羽衣甘藍種子對植物生長發(fā)育的影響 38
2.3 輻照鱗莖或球莖對植物生長發(fā)育的影響 38
2.3.1 60Co-γ射線輻照對唐菖蒲生長發(fā)育的影響 39
2.3.2 輻照對百合生長發(fā)育的影響 44
2.4 電離輻射對植物組織培養(yǎng)中植物生長的影響 47
2.4.1 60Co-γ射線輻照百合鱗莖后組織培養(yǎng)不同階段輻射效應 48
2.4.2 X射線急性和慢性輻照對東方百合不定芽輻射生物學效應研究 52
2.4.3 60Co-γ射線急性輻照對東方百合不定芽的輻射生物學效應研究 54
2.4.4 百合60Co-γ射線急性輻射和NaCl復合處理對不定芽增殖的影響 56
第3章 輻射對植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響 59
3.1 快中子輻照唐菖蒲球莖對其表面形態(tài)的影響 59
3.2 電子束輻射唐菖蒲球莖對其M1代葉片形態(tài)的影響 61
3.3 電子束輻射羽衣甘藍種子對葉片解剖結(jié)構(gòu)的影響 62
3.4 電子束輻射唐菖蒲球莖對其M0代植株花粉粒形態(tài)的影響 63
第4章 輻射對植物生理生化特性的影響 66
4.1 輻射對植物MDA含量及膜脂過氧化的影響 66
4.1.1 中子輻照觀賞羽衣甘藍種子對幼苗葉片MDA含量及質(zhì)膜透性的影響 66
4.1.2 60Co-γ急性輻照對東方百合不定芽的MDA含量及質(zhì)膜透性的影響 67
4.2 輻照對植物抗氧化酶活性的影響 68
4.2.1 60Co-γ射線輻照百合鱗片對其組培中增殖階段抗氧化酶活性的影響 68
4.2.2 X射線急性輻照東方百合不定芽的SOD和CAT酶活性 70
4.2.3 X射線慢性輻照對東方百合不定芽酶活性的影響 71
4.3 輻照對植物同工酶酶譜的影響 72
4.3.1 電子束輻照唐菖蒲‘超級玫瑰’對M1代花粉酯酶同工酶的影響和SDS-PAGE電泳觀察 73
4.3.2 60Co-γ射線輻照對百合增殖芽POD同工酶酶譜的影響 75
4.4 輻射對植物葉綠素含量及光合作用的影響 79
4.4.1 電子束輻射對唐菖蒲光合作用的影響 79
4.4.2 電子束輻射對唐菖蒲葉綠素含量的影響 80
4.4.3 電子束輻射羽衣甘藍‘紅鷗’干種子對葉綠素含量的影響 81
4.4.4 60Co-γ射線輻照對百合生根芽葉綠素含量的影響 82
第5章 輻射對植物細胞學的影響 83
5.1 60Co-γ射線輻照對百合鱗片芽根尖細胞學效應的影響 84
5.1.1 輻射劑量對鱗片芽根尖細胞有絲分裂的影響 84
5.1.2 輻射劑量對鱗片芽根尖細胞畸變情況的影響 85
5.1.3 對形態(tài)異常芽根尖細胞有絲分裂情況觀察 85
5.2 電子束輻照唐菖蒲‘超級玫瑰’對M0代花粉發(fā)育的影響 87
5.2.1 唐菖蒲‘超級玫瑰’M0代花粉母細胞減數(shù)分裂行為觀察 88
5.2.2 唐菖蒲‘超級玫瑰’M0代花粉母細胞減數(shù)分裂的畸變類型及頻率統(tǒng)計 89
第6章 輻射誘發(fā)植物變異類型與特點 90
6.1 個體水平上的變異 91
6.1.1 離子束注入雞冠花處理植株開花性狀變異 91
6.1.2 60Co-γ射線輻照唐菖蒲植株當代(M1)變異情況 92
6.1.3 60Co-γ射線輻照對百合生根芽變異的影響 94
6.2 生理生化水平上的變異 95
6.2.1 唐菖蒲兩變異株的同工酶及SDS-PAGE的比較分析 95
6.2.2 60Co-γ射線急性輻照百合耐鹽突變率及同工酶電泳分析 100
6.2.3 X射線慢性輻照百合耐鹽突變率及同工酶電泳分析 103
6.2.4 X射線急性輻照百合耐鹽突變率及同工酶電泳分析 106
第7章 影響植物輻射生物效應的因素 110
7.1 植物輻射敏感性 110
7.1.1 植物輻射敏感性表現(xiàn)的一般規(guī)律 110
7.1.2 植物輻射敏感性評價指標 111
7.1.3 植物輻射敏感性實例 113
7.1.4 植物輻射誘變育種適宜劑量預測 122
7.2 影響植物輻射生物效應的外因 124
7.2.1 影響植物輻射生物效應外因的一般規(guī)律 124
7.2.2 GA對一串紅干種子的輻射保護作用 125
第8章 觀賞植物輻射誘變育種的方法和技術 128
8.1 觀賞植物輻射誘變育種的特點 128
8.1.1 提高植物的變異率，擴大變異范圍 128
8.1.2 改良品種單一性狀，并保持其他優(yōu)良性狀基本不變 128
8.1.3 誘變引起的變異穩(wěn)定快，育種年限短 128
8.1.4 能改變植物的育性，促進遠緣雜交成功 129
8.2 輻射誘變材料的選擇 129
8.2.1 誘變材料選擇的原則 129
8.2.2 輻照材料的類型 129
8.3 輻射誘變源、劑量和輻照方法的選擇 130
8.3.1 輻射誘變源的選擇原則 130
8.3.2 輻射劑量和劑量率的選擇原則 131
8.4 輻射后代突變體的培育與分離 131
8.5 輻射后代突變體的鑒定 131
8.5.1 形態(tài)學鑒定 132
8.5.2 細胞學鑒定 132
8.5.3 生物化學鑒定 132
8.5.4 分子鑒定 132
8.6 輻射誘變育種選育程序 132
8.6.1 以種子為輻射處理材料者 133
8.6.2 以花粉為輻射材料者 133
8.6.3 以營養(yǎng)器官(接穗、插條、種塊、種球等)為輻射對象者 133
8.6.4 以組織培養(yǎng)中材料為輻射對象者 134
下篇 電離輻射的微生物學效應
第9章 快中子及γ輻照對萎縮芽孢桿菌的滅菌效應 137
9.1 快中子輻照對萎縮芽孢桿菌的滅菌效應 138
9.1.1 快中子輻照源 138
9.1.2 樣品的制備 139
9.1.3 中子輻照對萎縮芽孢桿菌的滅菌效果 139
9.1.4 中子輻射劑量率對芽孢的滅菌影響 140
9.1.5 溫度對中子輻照滅菌的影響 140
9.1.6 不同菌體狀態(tài)對中子輻照滅菌的影響 141
9.1.7 關于中子輻射劑量的確定 141
9.2 γ射線對萎縮芽孢桿菌的滅菌效果 142
9.2.1 60Co-γ輻照源 142
9.2.2 γ射線對芽孢的滅菌效果 143
9.2.3 γ射線劑量率對滅菌的影響 143
9.2.4 輻照環(huán)境溫度對γ射線滅菌的影響 144
9.2.5 γ輻照對萎縮芽孢桿菌營養(yǎng)體的損傷 145
9.3 相關問題分析 146
9.3.1 γ射線和中子輻照滅菌效果比較 146
9.3.2 輻射劑量率對滅菌效果的影響 146
9.3.3 輻照溫度對滅菌效果的影響 147
第10章 中子及γ輻照的DNA雙鏈斷裂效應 148
10.1 電離輻射的DNA損傷及DNA雙鏈斷裂的分析方法 148
10.1.1 電離輻射的DNA損傷 148
10.1.2 DNA DSBs的檢測方法 149
10.1.3 DSBs的分析方法 151
10.2 快中子的萎縮芽孢桿菌DNA雙鏈斷裂效應 153
10.2.1 樣品處理 153
10.2.2 中子劑量對DSBs的影響 154
10.2.3 中子劑量率對DSBs的影響 156
10.3 γ輻照的萎縮芽孢桿菌DNA雙鏈斷裂效應 157
10.4 相關問題分析 159
10.4.1 脈沖場電泳的選擇 159
10.4.2 DSBs的分布及簇損傷 160
10.4.3 DSBs評估指標的選擇 160
10.4.4 中子的劑量效應比較 161
10.4.5 中子的劑量率效應比較 161
10.4.6 中子對原核生物的損傷效應及機理研究 161
第11章 短小芽孢桿菌E601傳代和中子輻照后的菌落形態(tài)變化 163
11.1 原始菌落傳代過程中的形態(tài)變化 163
11.1.1 原始菌落的形態(tài) 163
11.1.2 半透明菌落傳代情況 164
11.1.3 不透明菌落傳代情況 164
11.2 中子輻照對菌落形態(tài)的影響 166
11.2.1 中子一次輻照對菌落形態(tài)的影響 166
11.2.2 中子二次輻照對菌落形態(tài)的影響 167
第12章 SOD對γ輻照萎縮芽孢桿菌的保護和修復效應 168
12.1 外源SOD對γ輻照萎縮芽孢桿菌的保護效應 169
12.1.1 外源SOD對萎縮芽孢桿菌存活率的影響 169
12.1.2 外源SOD對輻照后萎縮芽孢桿菌胞內(nèi)SOD酶活性的影響 170
12.1.3 外源SOD對γ射線照射萎縮芽孢桿菌DSBs影響 172
12.2 外源SOD對γ輻照萎縮芽孢桿菌的修復效應 172
12.2.1 外源SOD對γ輻照后菌體存活率的影響 173
12.2.2 外源SOD對γ輻照后萎縮芽孢桿菌胞內(nèi)SOD酶活性的影響 173
12.2.3 外源SOD對γ輻照后萎縮芽孢桿菌DSBs的效應 174
12.3 外源SOD的保護與修復效應比較 175
第13章 強輻射滅菌生物安全性初步研究 177
13.1 芽孢桿菌的輻射耐受性變化 177
13.1.1 中子二次輻射劑量對芽孢輻射耐受性的影響 178
13.1.2 γ射線二次輻射劑量對芽孢輻射耐受性的影響 178
13.2 輻照后的萎縮芽孢桿菌毒性變化 180
13.2.1 對照組各指標情況 181
13.2.2 不同劑量的中子輻照對萎縮芽孢桿菌毒性影響 182
13.2.3 中子二次輻射對萎縮芽孢桿菌毒性影響 183
13.2.4 低、中、高不同劑量的γ射線輻射對萎縮芽孢桿菌的毒性影響 184
第14章 功能微生物輻射誘變育種技術 186
14.1 中子輻照對短小芽孢桿菌產(chǎn)木聚糖酶的影響 187
14.2 γ射線和中子輻照對萎縮芽孢桿菌產(chǎn)纖維素酶的影響 188
14.2.1 γ射線輻照萎縮芽孢桿菌產(chǎn)纖維素酶的變異 188
14.2.2 中子輻照萎縮芽孢桿菌產(chǎn)纖維素酶的變異 189
14.3 γ射線和中子輻照對萎縮芽孢桿菌產(chǎn)淀粉酶的影響 190
14.3.1 γ射線對萎縮芽孢桿菌產(chǎn)淀粉酶的影響 190
14.3.2 中子輻照對萎縮芽孢桿菌產(chǎn)淀粉酶的影響 191
14.4 高產(chǎn)酶菌株特性 192
14.4.1 產(chǎn)酶特性 192
14.4.2 高產(chǎn)菌株的遺傳穩(wěn)定性 193
14.5 高輻照耐受性的萎縮芽孢桿菌 194
14.5.1 耐輻射株對中子輻照的抗性 194
14.5.2 耐輻射株對脈沖X射線輻照的抗性 194
14.5.3 耐輻射株對紫外線的抗性 195
14.6 脈沖X射線輻照誘變及梯度脅迫誘導篩選高耐Sr2+微生物菌株 196
14.6.1 不同劑量脈沖X射線輻射酵母菌后的掃描電鏡分析 196
14.6.2 酵母菌的Sr2+耐受馴化及分析 197
14.6.3 脈沖X射線輻照、梯度Sr2+脅迫誘導馴化后酵母菌紅外特征分析 198
14.6.4 脈沖X射線輻照、梯度Sr2+脅迫誘導馴化后酵母菌的生長特性分析 200
參考文獻 201
附圖 213
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